JP2945537B2 - 半田付け検査方法及び装置 - Google Patents

半田付け検査方法及び装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は,プリント回路基板等の
基板に実装された電子部品と部品の半田付け部の検査方
法等に関するものである。
【0002】
【従来の技術】上記のようなプリント回路基板等に実装
された電子部品の半田付け部が正常であるか否かを検査
するために,部品を実装した基板にX線を照射し,X線
透視画像に現れた半田付け部の形状と,正常に半田付け
された検査対象に対するX線透視画像とを比較して,半
田付けが正常に行われているか否かを判断する技術とし
て,例えば特開平2−138855号公報や特開平2−
298845号公報に開示された方法が知られている。
これらの方法では,基板の表裏に形成された半田付け部
が重なると,重なった部分を1つの半田付け部と判断し
てしまうため,透視画像からは半田付け部の正常,異常
を判断することができない。そのため,X線と検査対象
を相対的に傾斜させて両面に実装された電子部品の半田
付け部が表裏で重ならないようにしてX線透視画像を得
ている。また,特開平3−81606号公報に開示され
た方法では,プリント基板に垂直に入射するX線と斜め
に入射するX線による透視画像を同時に得て,表裏の半
田付け部が重ならないようにしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来技術は,
いずれもX線を検査対象に対して斜めに入射させて半田
付け部が表裏で重ならないようにしたものであるが,近
年の集積度の高いICでは,単にX線を基板に傾けるだ
けでは,表裏の半田付け部を完全に分離することができ
ない。また,X線と検査対象を相対的に傾斜させるため
の機構を必要とするので,機械全体の構造が複雑とな
り,機械の大型化やコスト高を招くことになっている。
従って,本発明は,上記したような基板の表裏で半田付
け部分が重なるため,完全に分離して検出することので
きないような場合にも,表裏の画像データを完全に独立
して検査することのできる基板の半田付け検査方法を提
供することである。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に,方法に係る第1の発明は,X線を透過し得る基板の
表裏面に部品が半田付けされた検査対象の半田付け部の
検査装置において,上記検査対象にX線を照射しそのX
線透視画像データを得た後,該透視画像データから表面
又は裏面のみに部品が正常に半田付けされた基板のX線
透視画像データを減じて得られる画像データと裏面又は
表面のみに部品が正常に半田付けされた基板の透視画像
との対比から半田付け性の良否を判定することを特徴と
する半田付け検査方法として構成されている。また,装
置に係る第3の発明は,X線を透過し得る基板の表裏面
に部品が半田付けされた検査対象の半田付け部の検査装
置において,上記検査対象にX線を照射しそのX線透視
画像データを得る透視処理手段と, 基板の表面のみに
及び裏面のみに部品が正常に半田付けされた基板の透視
画像データを記憶する片面半田データ記憶手段と,上記
透視処理手段により得られた透視画像データから上記片
面半田データ記憶手段に記憶された片面のみに部品が正
常に半田付けされた基板の透視画像データを減じる第1
の減算手段と,上記第1の減算手段により得られる画像
データと上記片面半田データ記憶手段に記憶された他面
側のみに部品が正常に半田付けされた基板の透視画像と
の対比から半田付け性の良否を判定する第1の判定手段
とを具備してなることを特徴とする半田付け検査装置と
して構成されている。また,いずれの場合でも,基板や
部品自身が半田付け部分と同様に若干X線を遮閉する部
分を含むものである場合には,このようなX線遮閉部と
半田付け部分との重なり部分について得られた透視画像
データから基板のみに関する透視画像データを減算する
ことにより,基板内のX線遮閉部分による悪影響をとる
ことができる。このような処理を付加した方法が第2発
明として,又は装置が第4発明として把えられている。
【0005】
【作用】本発明においては,電子部品等を半田付けした
検査対象にX線を照射しそのX線透視画像データを得た
後,このデータから表面又は裏面にのみ半田付けを施し
た良品基板のX線透視画像データを減じて得られる裏面
若しくは表面の半田付け部のみの透視画像データをもっ
て半田付け性の良否を判定する。従って基板へ表裏に施
した半田が重った場合でも,分離して判定できる。ま
た,基板又は部品自身に半田付け部分と同様のX線遮閉
部がある場合には,基板及び/又は部品のみの透視画像
データを得ておき,これを検査データから減じることに
より,基板や部品が具備する遮閉部の悪影響を除外す
る。
【0006】
【実施例】続いて,添付した図面を参照して,本発明を
具体化した実施例につき説明し,本発明の理解に供す
る。ここに,図1は第1の実施例に係る検査方法に用い
る検査装置の基本構成を示すブロック図,図2は電子部
品の半田付けされた基板における半田付けの位置とその
X線透視画像データとの関係を示す図である。また,図
3は表裏において重なり合う半田付け部分の表面及び裏
面についてそれぞれ予め得られた透視画像データを示す
グラフ,図4は上記第1の実施例の測定手順を示すフロ
ーチャート,図5は図1に示した画像処理部の詳細を示
すブロック図,図6は第2の実施例を適用することので
きる基板とこれに照射されたX線の透視画像データの関
係を示す図,図7は図6に示した基板につき予め測定し
ておくデータを示すグラフ,図8は上記第2の実施例に
おける画像処理部の詳細を示すブロック図である。
【0007】先ず,図1〜図5を参照して,第1の実施
例につき説明し,本発明の理解に供する。この実施例に
用いる装置の基本構成は,図1に示す如くであり,プリ
ント基板Pを透過したX線源1からの透過X線はX線検
出器2で検出される(透視処理手段)。X線検出器2で
検出されたX線透視画像データは画像処理部3に送られ
る。画像処理部3は,図5に示す如く構成され,X線透
視画像データはA/D変換器7でデジタル量に変換され
た後,一時的にメモリ8に記憶される。一方,計算機4
に接続された良品濃淡画像メモリ5(片面半田データ記
憶手段)には,基板Pの表面のみに電子部品が正常に半
田付け部された場合のX線透視画像データ及び基板Pの
裏面のみに電子部品が正常に半田付けされた場合のX線
透視画像データがそれぞれ予め記憶されている。このよ
うな表面及び裏面についてのそれぞれの正常な半田付け
に対するX線透視画像データは,表面のみ若しくは裏面
のみに電子部品を半田付けにより実装した基板について
実際にX線透視して得たデータを用いても,また,設計
上得られる計算上のデータを数値入力してもよい。いま
例えば,図2(a)に断面で示したように,基板Pの表
面に電子部品1が,また,裏面に電子部品2が,それぞ
れ半田付け部a,b,c,dを介して取り付けられ,上
記半田付け部bとcとが基板に垂直方向即ちX線の透過
方向に向け重なっている場合を考える。このとき,X線
検出器2により検出されるX線透視画像データは図2
(b)のようになる。ここで,上記半田付け部b,cの
重なり部分について得られるX線透視画像データxにつ
いては,このままでは半田付けの肉盛りが異常なため生
じたデータか,重なりによって生じているデータかを判
別することができない。そこで,この実施例では,図3
に示すような前記良品濃淡画像メモリ5に記憶された表
面の半田付け部bに関するX線透視画像データ(図3の
a )と,裏面側の半田付け部cのみに関するX線透視
画像データ(図3の2a )とを用いて,図4に示す手順
により,重なり部分の半田付けの良否を判定する。
【0008】即ち,計算機4は,図2に示すようなX線
透視画像データが入力されると(S1),上記b,cの
ような半田の重複部の位置を検出した後(S2),その
位置を中心とする検出領域A(図2)を設定する(S
3)。ここに,S1,S2,…は,処理手順(ステッ
プ)の番号を示す。続いて,上記検査領域内のX線透視
画像データxから,良品濃淡画像メモリ5に記憶された
例えば表面側の半田付け部bのみに関するX線透視画像
データ1aを減算して画像データXc を得る(S3)
(第1の減算手段)。次のステップS5では,上記画像
データXc と,良品濃淡画像メモリ5に記憶された裏面
側の半田付け部cのみに関するX線透視画像データ2a
とを比較する。上記両画像データXc と2a とが多少の
誤差の範囲を含んで同一と判定されれば,上記重なりを
生じた半田付け部の半田は良好と判断され,同一性がな
ければ半田付け部b又はcのいずれか又は両方が不良で
あると判定される(第1の判定手段)。この実施例で
は,更に良品と判断された場合にも,再度X線透視画像
データXから裏面側の半田付け部のみによるX線透視画
像データ2a を減算し画像データXb を得た後,この画
像データXb を画像データ1a と比較することにより,
S3,S4と同様の判断を行っている(S6,S7)。
上記S6,S7の処理は,念のために追加されたもの
で,必ずしも必要なものではない。なお,上記のような
処理を行うためには,基板Pがある程度X線を透過し得
る材質のものであることが必要である。但し,部品1及
び2については必ずしもX線を透過し得る必要はない
が,X線を全く透過しない電子部品が他面側の半田付け
部と重なる場合には,他面側の半田付け部の良否を判定
することができない。
【0009】上記実施例では,良品濃淡画像メモリ5に
半田付け部のみの濃淡画像データが記憶されている場合
について説明しているので,もし基板P内や部品内に,
例えば図6(a)に示すようなX線を幾分遮閉するよう
な遮閉部P1 及びP2 がある場合には,これらの遮閉部
が正確な検出を妨げることになる。このため,以下に述
べる第2の実施例では,上記遮閉部P1 についてのX線
透視画像データについての補正が行われる。この場合,
X線検出器2により検出されたX線透視画像データは,
図6(b)に示されたようなものとなり,表面側の半田
付け部bと裏面側の半田付け部cとの重なり部分にわた
って遮閉部P1 が存在するため,上記重なり部について
得られたX線透視画像データYは,前記図2(b)に示
したデータXと比べて,全体的に上昇した値をとってい
る。従って,前記遮閉部P1 のX線遮閉の程度によって
は,単に表面側若しくは裏面側の半田付け部によるX線
透視画像データを減算したのみでは,良品濃淡画像メモ
リ5内のデータとの照合ができない場合があり得る。こ
のためこの第2の実施例では,図8に示す如く,部品を
取り付けていない状態の未実装の基板の画像メモリ6
(半田無し基板透視データ記憶手段)を設け,これに基
板のみについてのX線透視画像データを予め蓄積してお
く。このようなデータは,例えば図7(b)に示すよう
なものとなる。図中Za は遮閉部P 2 についてのデータ
であり,また,Zbc,は遮閉部P1 についての分であ
る。処理手順を図9に示す。この場合,図4に示したフ
ローチャートと異なる点は,S4 a に示すような実検出
データであるX線透視画像データyから,予め求められ
ている図7に示すような遮閉部P1 のX線透視画像デー
タ(未実装の基板の画像メモリ6に予め格納されてい
る)zを減算して(第2の減算手段),基板による誤差
のないX線透視画像データxを得て,これに基づきS4
の減算処理及びS5の判断処理を行う(第2の判定手
段)点である。このように,この実施例では,基板が具
備するX線遮閉量が消去されるので,このような遮閉量
による検出精度の低下が解消される。
【0010】
【発明の効果】本発明は,以上述べた如く構成されてい
るので,基板の表裏の半田付け部が重なっている場合に
それらを正確に分離して半田付け性の良否を判断するこ
とができるので,集積度の高いIC等についても正確な
半田付け性を検出できる。また,基板に含まれるX線の
遮閉部分があったとしても,これが正確に削除されるの
で,上記遮閉部分による検出精度の低下が解消される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 第1の実施例に係る検査方法に用いる検査装
置の基本構成を示すブロック図。
【図2】 電子部品の半田付けされた基板における半田
付けの位置とそのX線透視画像データとの関係を示す
図。
【図3】 表裏において重なり合う半田付け部分の表面
及び裏面についてそれぞれ予め得られた透視画像データ
を示すグラフ。
【図4】 上記第1の実施例の測定手順を示すフローチ
ャート。
【図5】 図1に示した画像処理部の詳細を示すブロッ
ク図。
【図6】 第2の実施例を適用することのできる基板と
これに照射されたX線の透視画像データの関係を示す
図。
【図7】 図6に示した基板につき予め測定しておくデ
ータを示すグラフ。
【図8】 上記第2の実施例における画像処理部の詳細
を示すブロック図。
【図9】 第2の実施例の処理手順を示すフローチャー
ト。
【符号の説明】
2…X線検出器 3…画像処理部 4…計算機 5…良品濃淡画像メモリ(片面半田データ記憶手段) 6…未実装の基板の画像メモリ(半田無し基板透視デー
タ記憶手段) P…基板 a,b,c,d…半田付け部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 庄野 博文 神戸市中央区脇浜町1丁目3番18号 株 式会社神戸製鋼所 神戸本社内 (72)発明者 牟礼 祥一 神戸市中央区脇浜町1丁目3番18号 株 式会社神戸製鋼所 神戸本社内 (72)発明者 結城 滋 神戸市中央区脇浜町1丁目3番18号 株 式会社神戸製鋼所 神戸本社内 (56)参考文献 特開 平3−22498(JP,A) 特開 平2−138855(JP,A) 特開 昭50−74167(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01B 15/00 - 15/08 G01N 23/00 - 23/227

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 X線を透過し得る基板の表裏面に部品が
    半田付けされた検査対象の半田付け部の検査装置におい
    て,上記検査対象にX線を照射しそのX線透視画像デー
    タを得た後,該透視画像データから表面又は裏面のみに
    部品が正常に半田付けされた基板のX線透視画像データ
    を減じて得られる画像データと裏面又は表面のみに部品
    が正常に半田付けされた基板の透視画像との対比から半
    田付け性の良否を判定することを特徴とする半田付け検
    査方法。
  2. 【請求項2】 X線を透過し得る基板の表裏面に部品が
    半田付けされた検査対象の半田付け部の検査装置におい
    て,上記検査対象にX線を照射しそのX線透視画像デー
    タを得た後,該透視画像データから前記半田付けを施し
    ていない基板及び/又は部品のみのX線透視画像デー
    タ,及び表面又は裏面のみに部品が正常に半田付けされ
    た基板のX線透視画像データを減じて得られる画像デー
    タと,裏面又は表面のみに部品が正常に半田付けされた
    基板の透視画像との対比から半田付け性の良否を判定す
    ることを特徴とする半田付け検査方法。
  3. 【請求項3】 X線を透過し得る基板の表裏面に部品が
    半田付けされた検査対象の半田付け部の検査装置におい
    て,上記検査対象にX線を照射しそのX線透視画像デー
    タを得る透視処理手段と,基板の表面のみに及び裏面の
    みに部品が正常に半田付けされた基板の透視画像データ
    を記憶する片面半田データ記憶手段と,上記透視処理手
    段により得られた透視画像データから上記片面半田デー
    タ記憶手段に記憶された片面のみに部品が正常に半田付
    けされた基板の透視画像データを減じる第1の減算手段
    と,上記第1の減算手段により得られる画像データと上
    記片面半田データ記憶手段に記憶された他面側のみに部
    品が正常に半田付けされた基板の透視画像との対比から
    半田付け性の良否を判定する第1の判定手段とを具備し
    てなることを特徴とする半田付け検査装置。
  4. 【請求項4】 X線を透過し得る基板の表裏面に部品が
    半田付けされた検査対象の半田付け部の検査装置におい
    て,上記検査対象にX線を照射しそのX線透視画像デー
    タを得る透視処理手段と,基板の表面のみに又は裏面の
    みに部品が正常に半田付けされた基板の透視画像データ
    を記憶する片面半田データ記憶手段と,前記半田付けを
    施していない基板及び/又は部品のみのX線透視画像デ
    ータを記憶する半田無し基板透視データ記憶手段と,上
    記透視処理手段により得られた透視画像データから上記
    片面半田データ記憶手段に記憶された片面のみに部品が
    半田付けされた基板の透視画像データ及び半田無し基板
    透視データ記憶手段に記憶された透視画像データを減じ
    る第2の減算手段と,上記第2の減算手段により得られ
    る画像データと上記片面半田データ記憶手段に記憶され
    た他面側のみに部品が正常に半田付けされた基板の透視
    画像との対比から半田付け性の良否を判定する第2の判
    定手段とを具備してなることを特徴とする半田付け検査
    装置。
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